![]() |
ÐÓÁÐÈÊÈ |
Ñîâðåìåííàÿ ãåíåòèêà |
ÐÅÊËÀÌÀ |
|
Ñîâðåìåííàÿ ãåíåòèêàA fost deja acumulat? o anumit? experien?? în tratarea bolnavilor cu anomalii ale cromozomilor sexuali. De exemplu, aplicarea priceput? a terapiei hormonale la femeile care au un singur cromozom X(X0) apropie în mare m?sur? aspectul exterior al acestor femei de cel al femeilor normale. Este cunoscut cazul trat?rii cu metiltestosteron a unui tân?r de 16 ani având sindromul lui Clinefelter ?i care mai târziu a lucrat în calitate de tehnician. O bun? ac?iune are asupra bolnavilor cu sindromul lui Down nia?inamida. Din p?cate, la etapa actual? de dezvoltare a ?tiin?ei bolile ereditare nu pot fi vindecate definitiv. Surplusul sau lipsa de cromozomi din cariotipul oamenilor, precum ?i genele defecte se transmit copiilor lor. Aceast? împrejurare este de natur? s? fac? ?i mai imperioas? necesitatea înt?ririi alian?ei dintre medici ?i geneticiieni pe calea spre descoperirea unor noi metode ?i mijloace de izb?vire a omenirii de ereditate patologic?. În leg?tur? cu aceasta nu este de prisos s? amintim gândurile marelui fiziolog I. P. Pavlov, sunând ca un testament, rostite la sicriul fiului s?u, care a murit de cancer: «Medicii no?tri,-spunea I. P. Pavlov, - trebuie s? cunoasc? la perfec?ie legile eredit??ii. Trebuie nimicit? în r?d?cin? posibilitatea transmiterii genera?iilor viitoare a bolilor cauzate de gene patologice...» ?i «...traducerea în via?? a adev?rului ?tiin?ific cu privire la legile eredit??ii va ajuta omenirea s? scape de multe dureri ?i nenorociri». Consultarea medico-genetic? reprezint? o modalitate de aplicare în medicina practic? a realiz?rilor ?tiin?ifice din domeniul geneticiii, constituind o form? specific? de asisten?? acordat? popula?iei, având ca scop profilaxia bolilor ereditare. Problemele care se isc? cu acest prilej ?in nu numai de sfera geneticiii medicale, multe din ele, aflându-se în mod tradi?ional în competen?a psihologiei, sociologiei, dreptului, economiei, demografiei. Realizarea principiului profilaxiei în medicin? nu poate fi deplin? f?r? profilaxia bolilor ereditare, care se reduce în fond la posibila limitare a na?terilor de copii cu boli ereditare. Aceast? eliberare a comunit??ii umane de povara muta?iilor patologice se cere înf?ptuit? cu astfel de metode care corespund pe deplin principiilor umanitare ale societ??ii noastre. VIII. DETERMINISMUL EREDITAR AL LONGEVIT??II 8.1 Gerontologia ?i genetica Cunoa?tem deja ce reprezint? genetica ?i care este sfera ei de preocup?ri, dar iat? despre gerontolojie mul?i dintre dumneavoastr? posibil c? nici n-au auzit. Cum adesea se întâmpl?, denumirea cuvântului provine din «montarea» a dou? cuvinte grece?ti: gerontos-«b?trâne?e» ?i logos-«înv???tur?». Gerontologia se ocup? cu studiul mecanismelor ?i cauzelor îmb?trânirii organismelor. În schimb, istoria gerontologiei îns??i e departe de vârstele b?trâne?ii, num?rând doar câteva decenii. Începutul cercet?rilor aprofundate ale organismului aflat în proces de îmb?trânire a fost pus prin studiile lui I. I. Mecnicov. Iar la baza cuno?tin?elor moderne despre îmb?trânire se afl? lucr?rile academicianului A. A. Bogomole?-creatorul ?colii de gerontologie ?i organizatorul primei în lume conferin?e ?tiin?ifice în aceast? problem?. Ea se numea semnificativ «B?trâne?ea» ?i s-a desf??urat la Chiev în anul 1938. Aproximativ peste 20 de ani discipolii ?i colaboratorii lui Bogomole? au creat, din nou la Chiev, Institutul unional de gerontologie, care a g?zduit cel de-al nou?lea Congres interna?ional de gerontologie din anul 1972. Fiindc? vorbim de îmb?trânire, este firesc s? se i?te urm?toarea întrebare: cât poate ?i cât trebuie s? tr?iasc? omul? Iat? câteva date ce-i caracterizeaz? pe longevivi. Mo?ierul maghiar P. Zartai s-a n?scut în secolul XVI ?i a murit în secolul ...XVIII, tr?ind 185 de ani. Via?a conjugal? a maghiarilor Jon ?i Sarra Ravel a durat 147 de ani: so?ul a murit în vârst? de 172 de ani, iar so?ia în vârst? de 164 de ani. Este exemplul celei mai îndelungate ve?i conjugale. Albanezul Hudie a tr?it 170 de ani, având în timpul vie?ii 200 de urma?i: copii, nepo?i, str?nepo?i, str?-str?nepo?i ?. a. m. d. În cartea sa «Prelungirea duratei vie?ii» A. A. Bogomole? citeaz? urm?torul fapt cunoscut: la 31 iulie 1654 cardinalul d'Armaniac a v?zut un b?trân ce plângea în strad?. La întrebarea din ce cauz? plânge, b?trânul a r?spuns c? l-a b?tut taic?-s?u. Mirat, cardinalul ?i-a exprimat dorin?a de a-l vedea ne tat?l b?trânului. ?i i-a fost dat s? vad? un b?trân plin de via?? în vârst? de 113 ani, care i-a spus c? ?i-a pedepsit fiul pentru lipsa de respect fa?? de unchiul s?u: îl întâlnise ?i nu-l salutase. Când cardinalul a intrat în cas?, a v?zut un alt b?trân în vârst? de 143 de ani - ?i el plin de via??. ?i în fosta URSS au fost înregistrate cazuri de uimitoare longevitate. Osetina Tense Abzieva a tr?it 180 de ani. Muslim ?iraliev-164, Ismail Aitraliev- 160 de ani... Vorbind despre durata posibil? a vie?ii omului, savan?ii numesc cifre diferite: 120-150-180-200 de ani ?i mai mul?i. Înc? marele biolog rus I. I. Mecnicov, referindu-se la caracterul inepuizabil al rezervelor interne ale organismului, spunea: «Moartea înainte de împlinirea a 150 de ani este o moarte silit?». Omul dispune de astfel de rezerve interne ?i for?e de ap?rare, care permit s? se vorbeasc? nu numai de posibilitatea prelungirii duratei vie?ii, încetinirii procesului de îmb?trânire, de care se ocup? gerontologia, dar ?i de posibilitatea prelungirii perioadei de tinere?e, a p?str?rii ei ?i chiar de reântinerire. Aceste probleme sunt rezolvate de o nou? ramur? a gerontologiei numit? juvenologia. Este vorba de p?strarea tinere?ii, de prelungirea duratei vie?ii active ?i a activit??ii creatoare a omului. Gerontologia, juvenologia. Dar ce leg?tur? au ele cu genetica? Lev Tolstoi a murit la 82 de ani de pneumonie. Ghiote a murit la 83 de ani tot de pneumonie. Abia cu un an înainte de moarte terminase partea a doua a lui «Faust». Pân? în ajunul mor?ii ?i-a p?strat facult??ile creatoare, capacitatea de munc?, capacitatea de a se pasiona. Ti?ian a murit la 99 de ani de cium?. La vârsta de 95 de ani el a terminat vestita sa pânz? «Hristos purtând coroan? de spini». Michelangelo a murit în vârst? de 89 de ani, f?r? s? p?r?seasc? munca ?i fiind pasionat pân? în preajma mor?ii, trecând de la sculptur? la arhitectur?, de la pictur? la compunerea versurilor. Englezul Tomas Parr la vârsta de 105 ani a fost supus unei peniten?e pentru concubinaj, la 120 de ani s-a c?s?torit din nou ?i a murit la 152 de ani întâmpl?tor din cauza supraalimenta?iei. La autopsie marele fiziolog ?i embriolog Harvei n-a descoperit în organismul lui modific?ri gerontice serioase. Începând studierea longevit??ii, colaboratorii Institutului de fiziologie clinica al Academiei de ?tiin?e din Rusia au descoperit în anul 1937 în împrejurimile" ora?ului Suhumi 12 persoane între 107-135 de ani. To?i s-au dovedit a fi plini de for?? ?i gazde ospitaliere. Unul din ace?ti b?trâni, în vârst? de 107 ani, î?i nega cu îndârjire vârsta, afirmând c? are numai 70. «Demascat» de oameni de-o vârst? cu el ?i de al?i martori, el a m?rturisit: «Vreau s? m? însor. Dar cine o. s? se m?rite cu un b?trân de 100 de ani? Cu unul, îns?, de 70 de ani se m?rit? oricine». În Georgia se bucur? de o larg? popularitate corul b?trânilor de 100 de ani, iar dansatorului L. ?aria la vârsta de 112 ani i s-a acordat un premiu special pentru cea mai corect? executare a unui dans. În sport este cunoscut numele moscovitului Nicolai Zolotov, care, de?i avea 85 de ani, continua s? participe la competi?ii oficiale de anvergur?, ca, de exemplu, crosul de atletic? u?oar? organizat de ziarul «Pravda», cursa tradi?ional? pe distan?a de 30 de chilometri Tarasovca-Moscova ?. a. Toate aceste date ?i altele similare ne ofer? certitudinea c? posibilit??i poten?iale ale prelungirii termenului de via?? activ? exist? ?i trebuie c?utate doar c?ile de realizare a acestor posibilit??i În acest sens genetica este chemat? s?-?i aduc? contribu?ia. Asupra acestui aspect au st?ruit în discursurile lor ?i participan?ii la cel de-al 9-lea congres de gerontologie din anul 1972. 8.2 Teoriile genetice ale îmb?trânirii Din timpurile lui Hipocrat au fost emise peste 200 de ipoteze ?i teorii ale îmb?trânirii. Dar abia în prezent savan?ii au ajunse în preajma dezleg?rii tainelor mecanismului îmb?trânirii, al rezolv?rii problemelor prelungirii vie?ii. Biologii au acumulat numeroase date despre schimb?rile ce se produc odat? cu vârsta în organism, în anumite celule ?i chiar în molecule. Dar pentru în?elegerea esen?ei îmb?trânirii lipse?te principalul: nu se ?tie care sunt cauzele acestor modific?ri, ce este primordial ?i ce este secundar ?. a. m. d. S? ne oprim pe scurt asupra unor teorii genetice contemporane privind îmb?trânirea organismelor, teorii ce se bucur? de cea mai mare popularitate, Una din acestea afirm? c? b?trâne?ea, ca de altfel ?i dezvoltarea individual?, este programat? în genele organismului, începând cu prima lui celul?. În comunicarea f?cut? la congresul de gerontologie men?ionat B. F. Vaniu?in a citat date experimentale care se refereau la teoria genetic? a îmb?trânirii. În ce constau aceste date? În faptul c? odat? cu vârsta num?rul de grupe metilice ale bazelor suplimentare din moleculele de ADN scad. O astfel de legitate a fost constatat? la gorbu?? ?i la ?obolani: în ADN-ul din celulele somatice con?inutul de 5-metilcitozin? scade aproximativ de 1,5 ori. Aceste grupe metilice condi?ioneaz? sinteza unor fermen?i, sc?derea num?rului c?rora înrâure?te asupra întregii activit??i a celulei vii. În acest fel «amprenta vârstei» din celul? a fost pentru prima oar? descoperit? în însu?i ADN. Este logic s? se presupun? c? procesul de îmb?trânire este comandat de programul genetic al celulei ?i din motivul c? durata vie?ii are în mod evident un caracter de specie. Doar to?i oamenii îmb?trânesc, to?i elefan?ii tr?iesc nu mai mult de 70-80 de ani, caii nu mai mult de 30-40, câinii ?i lupii-de 13-15 ani, pisicile-de 9-10 ani, ?oarecii ?i ?obolanii tr?iesc aproximativ 3 ani. În lumea plantelor exist? numeroase exemple ale unei durate a vie?ii excep?ional de mare: mestecenii, plopii, cire?ii, vi?inii tr?iesc câteva sute de ani, iar pinii, ar?arii ?i stejarii-peste 1000 de ani. A fost descris un baobab cu o vârst? de peste 5000 de ani. Pe de alt? parte, la unii microbi durata vie?ii este de câteva zeci de minute... Ar fi greu s? se contesteze c? ciasornicele biologice sunt întoarse întotdeauna pentru un termen individual propriu fiec?rei specii, iar diferen?ele specifice sunt determinate anume de gene: ?i dezvoltarea embrionului, ?i apari?ia pe lume a nou-n?scutului, ?i toat? dezvoltarea lui ulterioar?-pân? la moarte... La congres a vorbit ?i profesorul universit??ii Stenford (SUA) Leonard Haiflic-unul din creatorii gerontologiei moderne. Haiflic ?i colaboratorii s?i au demonstrat c? procesului de îmb?trânire este supus nu numai organismul în ansamblu, dar ?i fiecare celul? aparte, chiar dac? acestea sunt izolate ?i cresc în eprubet?. Mai precis, a fost stabilit c? în afara organismului via?a celulelor este limitat?: dup? un anumit num?r de diviziuni cre?terea în continuare a culturilor de celule înceteaz? ?i ele per. Pentru celulele umane num?rul critic de diviziuni este egal în medie cu 50. De ce nici mai mult, nici mai pu?in, dar anume 50? - ve?i întreba. Ce parc? celulele «?in minte» prin câte, diviziuni au trecut? La aceast? întrebare nu poate r?spunde pân? una alta nici Haiflic însu?i. Dar se pare c? celulele au, totu?i, «?inere de minte». Haiflic a remarcat faptul c? celulele congelate pot fi p?strate în azot lichid aproape la infinit, iar fiind dezghe?ate ele încep iar??i s? se divid?. Dar ce s-ar întâmpla dac? ar fi s? fie dezghe?ate celule conservate dup? ce au suferit, de exemplu, 10 diviziuni? Sau 20? S-a constatat c? celulele decongelate se dubleaz? de atâtea ori, încât num?rul 'de noi diviziuni în sum? cu cele precedente s? fie egal cu 50! Dac? diviziunea este oprit? la a dou?zecia mitoz?, celulele se vor diviza dup? decongelare de înc? 30 de ori. Dac? s-au realizat 10 mitoze, vor urma înc? 40 de dubl?ri. Aceasta înseamn? c? celulele au într-adev?r memorie, ?in, deci, minte ce li s-a întâmplat mai înainte ?i nu gre?esc la socoteal? pân? ea nu se încheie! Dar iat? o alt? întrebare: ?in minte numai celulele congelate sau orice fel de celule ale organismului viu? Haiflic a recoltat celule de la oamenii în vârst? de la 20 pân? la 87 de ani ?i aceste celule se dublau în cultur? de la 29 pân? la 14 ori. Pe baza a numeroase experien?e a fost stabilit? urm?toarea legitate: cu cât donatorul este mai în vârst?, cu atât mai pu?ine dubl?ri se produc în celulele recoltate de la el. Celulele embrionului sufer? circa 50 de diviz?ri, celulele unei persoane de 20 de ani aproximativ 30 ?. a. m. d. Mai târziu au fost stabilite limitele de vârst? ?i la celulele altor tipuri de organisme. Dar la principala întrebare-de ce moare celula?--nu s- a g?sit un r?spuns, de?i au fost emise numeroase ipoteze. Toate aceste ipoteze pot fi împ?r?ite în dou? grupe mari. Conform primei grupe de ipoteze, în celul? îmb?trâne?te nucleul. Conform celei de-a doua, în producerea fenomenului de îmb?trânire particip? ?i citoplasma. Aceste idei ?i-au propus s? le verifice în continuare L. Haiflic ?i V. Rait. S-a hot?rât s? se procedeze la întinerirea unei celule b?trâne, introducându-se în ea citoplasm? tân?r?. Pentru aceasta s-au folosit celule lipsite de nucleu (citopla?ti) care erau fuzionate cu celule întregi. În cursul experien?elor au fost fuziona?i citopla?ti «b?trâni» cu celule «tinere», citopla?ti «tineri» cu celule «b?trâne», precum ?i «tineri» cu «tinere», «b?trâni» cu «b?trâne». Ultimele dou? variante au demonstrat c? celulele sufereau un anumit num?r de diviziuni ?i apoi periau. M?surând, îns?, durata vie?ii ulterioare a celulelor fuzionate în primele dou? variante, autorii au ajuns la concluzia c? ad?ugarea de citoplasm? «tân?r?» nu spore?te durata vie?ii celulelor «b?trâne» ?i invers, citoplasma «b?trân?» nu o îmb?trâne?te pe celula «tân?r?». Prin urmare, dup? toate probabilit??ile «vârsta» citoplasmei nu determin? «vârsta» întregii celule (dat fiind faptul c? ea nu «hot?r??te» de câte ori s? se mai divid? aceasta înainte de a peri). ?i de?i autorii indic? asupra caracterului preliminar al rezultatelor ob?inute, ei înclin? s? acorde mai mult credit ideii c? fenomenul de b?trâne?e începe de la nucleu. Cine e, totu?i, «calculatorul» molecular al celulei? Colaboratorul Institutului de epidemiologie ?i microbiologie al A? din Rusia A. M. Olovnicov consider? c? mai degrab? este vorba de ADN. Posibil c? celula deaceea ?tie câte mitoze au avut loc în ea, deoarece cu fiecare diviziune scade lungimea ADN-ului, pe care îl con?ine, cu un anumit segment. Cu alte cuvinte, celulele-fiice mo?tenesc molecule tot mai scurte de ADN- A. M. Olovnicov a f?cut presupunerea c? la capetele ADN-ului se afl? gene speciale de tampon, care nu con?in informa?ie, ci au doar misiunea de a ocroti celula. Toate genele de importan?? vital? sunt dispuse mai aproape de mijloc ?i atâta timp cât ele nu sunt retezate, celulele func?ioneaz? normal. În procesul replic?rii ADN-ului celula sacrific? genele de tampon. Fenomenul se desf??oar? probabil în felul urm?tor. De fiecare dat? în procesul replic?rii nu este reprodus segmentul marginal al genei de tampon ?i dup? 30 de mitoze se pierd 30 de asemenea segmente, iar în total gena de tampon este compus? din aproximativ 50 de p?r?i. Ele toate sunt «bilele» moleculare cu care celula face calcule. Atâta timp cât gena de tampon nu este epuizat?, celula func?ioneaz? normal. Catastrofa începe s? se produc? atunci când se ajunge la gena care îi urmeaz?. În aceasta ?i const?, dup? opinia lui Olovnicov, cauza primordial? a îmb?trânirii. Cu mai mult de zece ani în urm? a fost exprimat un alt punct de vedere, conform c?ruia fenomenul de îmb?trânire este numit «catastrofa erorilor» în procesul biosintezei moleculelor: acumularea de erori duce la formarea de proteine ?i de acizi nucleici defectuo?i, la tulburarea metabolismului ?i la moarte. ?i într-adev?r, dac? în molecula de ADN în care este cifrat? informa?ia cu privire la sinteza proteinei se produce vre-o dereglare (ca urmare a iradierii sau ac?iunii unui virus patogen sau din alt? cauz?), se începe sinteza unor molecule proteice cu defect. ?i precum o liter? gre?it culeas? din matri?a tipografic? se repet? în fiecare exemplar al unei publica?ii, s? zicem cu un tiraj de 100 de mii, a?a ?i eroarea comis? în molecula de ADN va duce la sinteza a?a-numitelor proteine false, care se deosebesc de cele normale ?i dup? structur?, ?i dup? compozi?ia elementelor-componente ?i, desigur, dup? ac?iune. Aceasta modific? la rândul ei func?iile celulei. La început acestei ipoteze formulate de L. Orghel, nu i s-a acordat prea mare aten?ie, dar apoi s-a dovedit c? ea este cât se poate de conving?tor fundamentat? de date experimentale. S-a constatat astfel c? într-adev?r la îmb?trânirea celor mai diferite tipuri de celule se produc modific?ri în proteine ?i anume: scade rezisten?a la ac?iunea diferitelor valori de temperatur?, scade activitatea ?i se schimb? specificitatea fermen?ilor. Dar pân? nu demult lipseau dovezile în favoarea faptului c? în procesul îmb?trânirii scade precizia func?ion?rii sistemului informa?iei genetice. Cercet?torii englezi S. Linn, M. Cairis ?i R. Holidei au încercat s? verifice ipoteza «catastrofei erorilor». Ei au hot?rât s? vad? ce e întâmpl? cu ADN-polimeraza la îmb?trânirea unei culturi de fibrobla?ti umani. ADN-polimeraza asigur? p?strarea ?i transmiterea informa?iei genetice, de aceea de precizia cu care lucreaz? acest ferment depinde via?a, celulei. Experien?a a constat în urm?toarele. La început s-a separat fermentul aparte din culturi de celule tinere ?i b?trâne. Apoi acest ferment a fost pus s? ac?ioneze, adic? s? sintetizeze ADN dup? o matri?? artificial?, a c?rei compozi?ie nucleotidic? era cunoscut? exact. Apoi dup? compozi?ia ADN- ului sintetizat s-a determinat precizia ac?iunii fermen?ilor ?i la aceast? etap? a experien?elor s-a dovedit c? fermentul ADN-polimeraz?, separat din celulele unor culturi b?trâne, gre?e?te de zeci de ori mai des! R?mânea neclar faptul ce trebuiau s? fie considerate aceste modific?ri: cauz? sau, din contra, urmare a îmb?trânirii. Teza de baz?, îns?, a ipotezei cu privire la mic?orarea preciziei ac?iunii fermen?ilor în cazul îmb?trânirii a fost demonstrat?. Aceast? certitudine explic? conving?tor de ce la îmb?trânire cre?te frecven?a muta?iilor ?i a anomaliilor cromozomice. Autorii lucr?rii consider? c? observa?iile lor permit o mai bun? în?elegere a mecanismelor apari?iei cancerului ?i a altor boli la vârste înaintate. Majoritatea cercet?torilor consider? c? toate presupusele explica?ii ale îmb?trânirii ?in de una din cele dou? teorii de baz?: a program?rii genetice ?i a acumul?rii erorilor. Relativ recent în cadrul Institutului de gerontologie al A? din Ucraina savantul V. V. Frolchis a elaborat înc? o ipotez? a fenomenului de b?trâne?e ?i anume ipoteza adapta?ional-regulatoric?. Esen?a acestei ipoteze const? în urm?toarele: deregl?rile din aparatul genetic, ce conduc la îmb?trânirea organismului, apar nu în orice loc al moleculei de ADN, ci, la început, numai în genele de reglare. Dup? cum se ?tie, exist? dou? tipuri de gene - structurale (în ele este înscris codul de construire a proteinelor) ?i de reglare (un fel de întrerup?toare care conecteaz? sau deconecteaz? procesul de «citire» a informa?iei ADN). Cu alte cuvinte, genele reglatoare dirijeaz? activitatea genelor structurale. O analojie dintre cele mai simple: butonul cu care sunt f?r? sfâr?it puse ?i scoase din func?iune mii de relee, se defecteaz? primul. V. V. Frolchis consider? c? din cauza defectelor primare în genele de reglare se produc muta?ii în toate verigile metabolismului unor proteine. Apoi, pe baza aceasta - modific?ri importante în func?iile celulelor ?i ale întregului organism. 8.3 Perspectivele juvenologiei A?a stau lucrurile cu teoriile. Dar în practic? e posibil ca un experiment privind prelungirea vie?ii s? izbuteasc?? Da, e posibil, de?i a vorbi în acest sene referitor la om e înc? prematur. În schimb, s-a reu?it ca printr-o diet? special? s? li se prelungeasc? durata ve?i» unor ?obolani. Primele experien?e de acest fel au fost înf?ptui-te de biologul american C. Macchei; el a pornit de la o idee destul de simpl?: dac? s-ar putea încetini dezvoltarea unui organism printr-o ra?ie alimentar? special?, în acest fel se poate lungi durata vie?ii acestui organism. Academicianul V. V. Nichitin împreun? cu colaboratorii s?i au dat în cursul a 100 de zile unor ?obolani hran? de re?inere a cre?terii, con?inând multe proteine ?i vitamine, în schimb având un con?inut redus la maximum de gr?simi ?i glucide. Ca urmare, protoplasma a suferit restructur?ri serioase, amintind protoplasma unor animale de control mult mai tinere. Dup? aspect exterior un ?obolan în vârst? de trei ani, ?inut la diet?, era greu de deosebit de unul de control, având vârsta de numai trei luni. În sistemul endocrin al ?obolanilor de experien?? au fost înregistrate muta?ii profunde. Astfel, la ?obolanii care îndurau foame ?i la cei de control cantitatea de colagen (protein? fibrilar?) din ?esuturi era egal?; în schimb, la cei ?inu?i fl?mânzi colagenul a r?mas la fel de elastic ca ?i la animalele tinere! Rezultatele acestor experien?e sunt interesante ?i importante: ?obolanii ?inu?i la diet? tr?iau cu 10-30% mai mult decât cei de control. De remarcat c? atunci când dup? perioada de diet? fl?mând? animalelor li s-au dat iar??i s? m?nânce pe s?turate, particularit??ile organismului care se conturaser? în timpul experimentului s-au p?strat! Se cunoa?te de asemenea c? sc?derea temperaturii corpului doar cu 1-2 grade promite sporirea duratei vie?ii cu 10-20 de ani. De exemplu, musculi?a o?etului la o temperatur? a mediului ambiant de 30 de grade tr?ie?te 15 zile, iar la 10 grade- 177 de zile. Acestea sunt într-o prim? comparare posibilit??ile a doi factori curativi: alimenta?ia ra?ional? ?i c?lirea termic?. Se în?elege c? cel mai ispititor este «s? se trag? de sforile» genetice pentru a se putea corecta astfel în programul genetic ceea ce este «scris de la na?tere». ?i faptul nu este întâmpl?tor. C?ci, de exemplu, s-a reu?it o m?rire a duratei vie?ii, înlocuindu-se o singur? gen?. S-au ob?inut deja linii de ?oareci ?i insecte care tr?iesc de 2-3 ori mai mult decât cei obi?nui?i. Acestea ?i multe alte experimente, efectuate în diferite laboratoare din diferite ??ri, vin s? confirme posibilitatea oper?rii de corect?ri în «înregistrarea» de program. Fire?te, ar fi absurd s? se cread? c? procedându-se la o copiere a unor astfel de experien?e se poate aplica ?i la om o recomanda?ie similar?. Dar experien?ele sunt necesare ?i valoroase, c?ci pe baza lor se poate studia extrem de complicatul mecanism biochimic .al îmb?trânirii. Noua direc?ie în gerontologie se deosebe?te principial de cea tradi?ional? prin faptul c? î?i pune drept sarcin? schimbarea pe cale artificial? a însã?i termenelor în care se produce instalarea b?trâne?ii ?i a mor?ii la diferite specii. Se cere prelungit? nu perioada de b?trâne?e, ci cea de maturitate, fapt care ar deplasa durata vie?ii departe de limitele actuale. Conform opiniei majorit??ii savan?ilor, singura posibilitate ne folosit? de m?rire a duratei medii a vie?ii r?mâne încetinirea proceselor de îmb?trânire. Savan?ii ajung la concluzia c? deja în viitorul apropiat la nivel genetic se va putea realiza posibilitatea ac?ion?rii asupra organismului în vederea re?inerii proceselor de îmb?trânire. Faptul se explic? prin împrejurarea c? ?tiin?a ia ob?inut succese importante în studierea codului genetic - unul dintre cei mai însemna?i factori, ce determin? durata vie?ii. Ultimele descoperiri în domeniul biologiei moleculare ?i al geneticiii ofer? speran?a c? în timpul apropiat se vor putea realiza schimb?ri esen?iale în programul genetic al organismului. Au fost adoptate programul ?tiin?ific complex «Mecanismele îmb?trânirii, elaborarea c?ilor ?i a mijloacelor de m?rire a duratei vie?ii». La înf?ptuirea lui particip? unele dintre cele mai mari institute de cercet?ri ?tiin?ifice ?i institu?ii de înv???mânt: Institutul de genetic? general? al Rusiei, universit??ile din Moscova, Chiev, Harcov ?i altele. De curând la Moscova a fost înfiin?at Institutul de juvenologie, care este chemat s? cerceteze ?i s? pun? pe o serioas? baz? ?tiin?ific? toate cercet?rile care se efectueaz? în ?ar? în acest domeniu complex ?i interesant. A fost creat? o Asocia?ie mondial? în problema «Sporirea artificial? a duratei specifice a vie?ii oamenilor», din care fac parte ?i savan?i din ?ara noastr?. În adresarea c?tre to?i savan?ii din lume, pe care a adoptat- o, se spune: «...e timpul s? recunoa?tem cu îndr?zneal? c? numai datorit? miopiei noastre ?tiin?ifice b?trâne?ea continu? s? nimiceasc? oameni în vârst? de 60-80 de ani. Am sc?pat prilejul de a le da la timp oamenilor suplimentar zeci sau poate ?i sute de ani de via?? ?i acest fapt ne impune acum obliga?ia de a ne dubla eforturile în aceast? munc?». Dar, nu e cazul s? ne lini?tim la gândul c? savan?ii lucreaz? pentru noi ?i c? faptul ne scute?te de a ne preocupa de acest lucru. Prelungirea perioadei de via?? activ? depinde de fiecare din noi. Vechile formule ale s?n?t??ii-munca, odihna, practicarea sportului, bunele rela?ii cu cei din jur, un mod de via?? moderat, renun?area la fumat, evitarea exceselor alimentare, a abuzului de alcool ?i altele - r?mân în vigoare. S? ne amintim de teza fundamental? a geneticiii: posibilit??ile poten?iale ale genotipului se pot realiza numai în condi?ii de via?? corespunz?toare. Dup? cum a spus L. M. Suharebschii, directorul Institutului de juvenologie, dac? omul duce de la na?tere un mod de via?? care corespunde întrutotul concep?iilor existente privind normele de psihoigien?, eforturile fizice, igiena alimenta?iei, muncii ?i odihnei, el trebuie s? tr?iasc? cel pu?in 150-200 de aii. ?i nu într-un viitor îndep?rtat, ci în prezent. IX. REALIZ?RILE ?I PERSPECTIVELE GENETICIII 9.1 Genetica ?i fitotehnia Una din c?ile de intensificare a produc?iei agricole a constituit-o înlocuirea soiurilor vechi de plante cu alte noi, mai productive. Cel care s-a ocupat de realizarea în practic? a acestei metode a fost academicianul N. I. Vavilov-cunoscut? personalitate ?tiin?ific? în domeniul geneticiii, primul director al Institutului de cercet?ri ?tiin?ifice (IUC?) în domeniul fitotehniei. Deoarece de calitatea soiului sunt r?spunz?toare genele ?i deoarece din ele se pot ob?ine diferite combina?ii dorite, Vavilov a hot?rât s? organizeze prima în lume colec?ie de gene, reunite într-o singur? genotec?. Aceast? genotec? urma s? stea la dispozi?ia selec?ionatorilor-abona?i, care vor putea elabora noi soiuri. A?a s-a n?scut ideea de a se trimite din Rusia în toate ??rile lumii expedi?ii speciale în vederea colect?rii de gene. N. I. Vavilov, adep?ii ?i discipolii s?i au organizat circa 150 expedi?ii în cele mai îndep?rtate col?uri ale fostei Uniuni Sovietice ?i alte 50 în diferite ??ri de pe toate continentele. Ca urmare a eforturilor depuse de aceste expedi?ii, precum ?i a schimburilor îndelungate de probe de semin?e ?i material s?ditor cu institu?ii ?tiin?ifice din toate ??rile, la IUC? în domeniul fitotehniei a fost creat? o colec?ie unic? de plante vii, care în prezent num?r? peste 250 de mii de mostre, obiectivul fiind în viitor s? se ajung? pân? la 400 de mii de mostre. Pe baza colec?iei, precum ?i datorit? aplic?rii pe larg a îngr???mintelor minerale, a irig?rii, chimiz?rii ?i mecaniz?rii proceselor de cultivare a culturilor agricole, fitotehnia a atins în prezent cel mai înalt nivel din istoria agriculturii. Cu ajutorul noului ritm tehnologic de cultivare câmpurile devin adev?rate «sec?ii de produc?ie», iar plantele - «ma?ini verzi» de transformare a îngr???mintelor minerale în hran? pentru om ?i animale agricole. Soiurile create se caracterizeaz?, în primul rând, prin faptul c? la ele este sporit? ponderea gr?un?elor în raport cu masa general? a plantelor. Savan?ii numesc aceast? însu?ire «recuno?tin?a» plantelor fa?? de introducerea îngr???mintelor. Dar aplicarea unor doze mari de îngr???minte, în special azotate, a avut ?i consecin?e ne dorite: grânele au început s? poligneasc?. De aceea, aproape concomitent în toate ??rile, au început s? apar? soiuri cu tulpina scurt?, rezistente la polignire. Fa?? de selec?ionatori î?i înainteaz? preten?iile ?i mecanizatorii, lega?i nemijlocit de cultivarea ?i recoltarea plantelor, care-?i doresc soiuri la care fructele se coc concomitent ?i sunt amplasate cam la aceea?i în?l?ime. Tot odat?, l?rgirea grani?elor agriculturii irigate a determinat o sporire a bolilor micotice la graminee. Acestea ?i alte numeroase exemple indic? asupra faptului c? nici tehnica, nici chimia, f?r? modificarea eredit??ii plantelor nu pot s? rezolve cu succes problema sporirii roadelor. De aceea geneticiienii ?i selec?ionatorii trebuie s? ?in? cont de toate «preten?iile» ?i s? lichideze consecin?ele ne dorite prin crearea de soiuri corespunz?toare. S-au modificat ?i ritmurile activit??ii de selec?ie pe baz? genetic?. Pân? nu demult înc? pentru ob?inerea unui nou soi de culturi cerealiere era nevoie de • 12-14 ani, iar schimbarea lor de pe câmpuri avea loc o data în 20 de ani. În prezent situa?ia s-a schimbat. Perfec?ionarea continu? a tehnologiei cultiv?rii plantelor impune crearea în termen mai reduse a noilor soiuri. De exemplu, cultivarea unui astfel de soi înalt productiv cum este Bezostaea-1 da anual fostei URSS o produc?ie suplimentar? de mare valoare din punctul de vedere al economicit??ii ?i nu este indiferent faptul c? acest soi a fost ob?inut cu 2-3 ani mai devreme sau cu 2-3 ani mai târziu. În rezolvarea acestor obiective un rol important i-a revenit geneticiii, care la etapa industrializ?rii la care se afla produc?ia agricol? se manifesta în crearea de noi soiuri. Tot odat?, crearea acestor soiuri este de ne conceput f?r? cunoa?terea profund? ?i exact? a legilor eredit??ii. În ultimii ani genetica ?i selec?ia plantelor au înregistrat un asemenea progres, încât el a fost numit, pe bun? dreptate, «revolu?ia verde». C?ci numai cu -20-30 de ani în urm? pentru cele mai bune soiuri de grâu de toamn? limita rodniciei o constituia 25-30 q/ha, iar în prezent multe soiuri de grâu de toamn?, având un agronom corespunz?tor, asigur? ob?inerea a câte 60-70 q/ha ?i câte 90-100 q/ha în cazul irig?rii. 9.1.1 Hibridarea ca metod? de ob?inere a soiurilor noi Care sunt, deci, metodele geneticiii ?i selec?iei care permit crearea unor soiuri înalt productive de plante de cultur?? Printre metodele destul de veci, dar bine încercate, aplicate cu succes în prezent trebuie numit? hibridarea. Hibridarea ofer?' posibilitatea îmbin?rii într-un singur soi a însu?irilor utile a dou? ?i mai multe forme parentale. Prin aceast? metoda au fost deja create soiuri de culturi cerealiere productive, cu boabe de calitate superioar?, rezistente la factorii climatici nefavorabili, la boli ?i d?un?tori, la polignire ?i scuturare. Dintre soiurile omologate de grâu aproximativ 60% sunt formate prin hibridare. O capodoper? a selec?iei o constituie soiul de grâu de toamn? Bezostaia- 1, creat de academicianul P. P. Luchieanenco. Acest soi cu tulpina scurt?, cu paiul tare, care nu poligne?te la irigare, este tot odat? rezistent la rugina brun?, galben? ?i de tulpin? ?i la iernare. El are o productivitate înalt?, iar f?ina ?i produsele preparate din ea sunt de calitate superioar?. Ce îmbinare de caractere ?i însu?iri utile! Un adev?rat soi «genial»! Conform rezultatelor încerc?rii interna?ionale a soiurilor, Bezostaia-1 a fost apreciat drept cel mai bun soi de grâu de toamn? din lume. Lucrând în vederea cre?rii unor soiuri noi, ?i mai productive, de grâu, P. P. Luchieanenco a încruci?at Bezostaea-1 cu soiuri rezistente la polignire din RDJ ?i a ob?inut soiurile înalt productive de grâu de toamn? «Avrora» ?i «Cavcaz» - cu tulpina scurt?, rezistente la polignire ?i boli micotice, capabile s? dea roade de 70-80 q/ha. Un loc deosebit în selec?ia grâului de toamn? revin lucr?rilor academicianului V. N. Remeslo. În cadrul IC? «Mironovschii» în domeniul selec?iei ?i seminologiei, el a creat un remarcabil soi sub aspectul productivit??ii ?i calit??ii boabelor - Mironovscaia-808. Savan?ii de la Institutul «Mironovschii» au creat o serie de noi soiuri cu un ?i mai, ridicat poten?ial productiv. Este vorba de soiurile Ilicovca, Mironovscaea-Iubileinaia ?i altel¸, care dau o road? de 90-100 q/ha. Veniturile de la introducerea lor, ob?inute în curs de 3 ani, au întrecut de 1000 de ori cheltuielile pe care le-a necesitat crearea lor. Apoi pe câmpuri a început s? fie sem?nat ?i grâul de toamn? «Prjevalscaia», care în condi?iile irig?rii d? roade de 110,4 q/ha. O larg? aplicare au c?p?tat la graminee lucr?rile de hibridare îndep?rtat?. În cazul hibrid?rii îndep?rtate sunt încruci?ate plante, apar?inând unor specii ?i chiar unor genuri diferite (de exemplu, grâu ?i secar?). Metoda permite introducerea într-o anumit? specie a caracterelor altei specii, inclusiv a caracterelor unor specii s?lbatice. Aceasta l?rge?te extrem de mult îmbinarea unor însu?iri productive valoroase. Astfel au fost create un num?r mare de soiuri ca urmare a încruci??rii diferitelor specii de grâu, grâu ?i secar?, grâu ?i pir. Aplicarea hibrid?rii îndep?rtate este legat? ?i de-un ?ir de dificult??i: compatibilitatea proast? a p?rin?ilor, sterilitatea hibrizilor din prima genera?ie. În cazul încruci??rii unor plante de diferite specii în hibrid se îmbin? garnituri ne omologe (ne asem?n?toare) de cromozomi. De aceea la hibrid meioza decurge incorect (în game?i se stabilesc garnituri cromozomale diferite ?i incomplete). Astfel de game?i sunt ne viabili. Geneticiianul G. D. Carpecenco a elaborat teoria ?i metoda îmbin?rii cromozomilor formelor parentale în hibridul fertil. El a fost primul care a ob?inut un hibrid intergenic fertil prin încruci?area ridichii cu varza. Cu aplicare la culturile cerealiere, ideile lui G. D. Carpecenco au fost realizate în modul cel mai deplin la crearea culturii numite triticale, care reprezint? un hibrid fertil rezultat din grâu ?i secar?. Triticale se ob?ine prin încruci?area grâului cu secara ?i dublarea garniturii cromozomale a hibridului, ac?ionând cu alcaloidul numit colchicin?. Colchicina împiedic? repartizarea cromozomilor în procesul diviziunilor celulare. În acest fel, cromozomii de grâu ?i de secar? devin perechi ?i hibridul devine fertil. Triticale a mo?tenit de la p?rin?i calit??ile lor cele mai bune: hibridul este mai rezistent la schimb?rile bru?te de timp, cre?te la fel de bine pe cele mai diferite soluri ?i este mai rezistent la boli, în special la rugin?. Unele soiuri de triticale îmbin? con?inutul înalt do proteine ca la grâu cu un mare con?inut de lizin? - aminoacid indispensabil - ca la secar?. În afar? de aceasta, noua cultur? s-a dovedit a fi mai roditoare ?i este cultivat? în prezent în 52 de ??ri. Se considera c? f?ina de triticale va fi mai proast? decât cea de grâu. A?a s-a ?i întâmplat în cazul primelor forme ale hibridului. Pâinea nu era pl?cut? la gust ?i nu cre?tea. De aceea triticale era privit ca grâu de furaj, fiind introdus în ra?ia vitelor de carne ?i de lapte ?i a p?s?rilor domestice. S-a observat c? animalele ?i p?s?rile mâncau cu poft? grâul, ad?ugând bine în greutate. Iar analizele efectuate recent asupra f?inii celor mai bune ?i mai noi soiuri de triticale au demonstrat c? din ea se poate coace pâine destul de bun?. A. F. ?ulîndin a creat trei soiuri cerealiere de triticale (Amfiploid- 196, 201, 206) ?i unul de furaj (Amfiploid-1). Productivitatea triticalelor cerealiere atinge 75 q/ha, iar a celui de furaj - aproximativ 500 q/ha de mas? verde. Pe baza încruci??rii interspecifice a pirului cu grâul academicianul N. V. ?i?in a creat soiuri ?i forme valoroase de grâu de toamn?, având o mare rezisten?? la polignire, imunitate fa?? de o serie întreag? de boli. În Gr?dina Botanic? central? a A? a URSS N. V. ?i?in ?i V. F. Liubimova au ob?inut un nou hibrid cerealier trigenic în urma încruci??rii grâului, pirului ?i sec?rii. Hibridul are 35 de cromozomi din care 21 proveni?i de la grâul moale, 7-de la pir ?i 7-de la secar?. El îmbin? astfel caractere a trei genuri de plante, fiind multianual. Pentru a lichida sterilitatea hibridului, germenii lui au fost prelucra?i cu colchicin?, fapt care a dus la dublarea num?rului de cromozomi. Formele de plante ob?inute au 70 de cromozomi ?i sunt fertile. Hibrizii grâu-pir- secar? îmbin? astfel de caractere utile ca rezisten?a la iernare, vivacitatea, imunitatea la boli micotice ?i bacteriene, calitatea înalt? a boabelor. În ac?iunea de sporire a produc?iei de cereale în ??rile sudice inclusiv în republica noastr?, cu condi?ii climaterice de toamn? ?i prim?var? specifice o mare importan?? prezint? crearea unor soiuri de grâu de tipul plantelor îmbl?toare. Ele sunt create prin metoda hibrid?rii formelor de toamn? cu cele de prim?var?. În cazul când sunt îns?mân?ate toamna, ele se comport? ca grâul de toamn?, iar în cazul îns?mân??rii -- prim?vara - ca cel de prim?var?. La Universitatea agrar? «M. V. Frunze» din Chi?in?u s-au efectuat cercet?ri ale naturii genetice a îmbl?toarelor în cazul încruci??rii grâului de prim?var? cu grâu de toamn? de c?tre V. D. Siminel. El a creat o colec?ie de forme variate de acest tip (D-915, D-983, D-1009 ?. a ) pentru îns?mân?area în perioade mai târzii ?i în condi?iile unor toamne prelungite ?i secetoase. În astfel de an dup? rodnicie îmbl?toarele întrec cu 5-10 q/ha cele mai bune soiuri de grâu de toamn? (Mironovscaiea- 808, Bezostaiea-1 ?. a.). În plus, ele se remarc? prin calitatea înalt? a f?inii ?i a produselor de panifica?ie. Una din direc?iile cu cea mai bun? perspectiv? a geneticiii în domeniul selec?iei se bazeaz? pe aplicarea fenomenului heterozisului, numit ?i fenomen al vigorii hibride. Dup? cum se ?tie, formele hibride ale plantelor se deosebesc printr-o cre?tere mai intens?, prin vigoarea masei vegetale, printr-o road? înalt? de boabe. Prin aplicarea teoriei genetice s-a putut stabili c? cel mai mare efect heterozis îl d? încruci?area liniilor pure. Ob?inerea unor forme hibridie la plantele autopolenizate este, îns?, o chestiune destul de grea, fiind legat? de mari investi?ii de mijloace. De exemplu, pentru ob?inerea hibrizilor între linii la porumb a fost necesar ca de pe plantele liniei materne s? fie regulat îndep?rtate paniculele (inflorescen?ele), creându-se astfel posibilitatea poleniz?rii încruci?ate cu polen de alt? linie- patern?. Aceast? opera?ie a fost efectuat? manual ?i a necesitat mult timp ?i mult? munc?. Ce-i drept, descoperirea fenomenului sterilit??ii mascule citoplasmatice (SMC) a f?cut s? dispar? necesitatea efectu?rii opera?iei indicate. Fenomenul SMC la porumb a fost descoperit concomitent de c?tre selec?ionatorul, academicianul M. I. Hadjinov ?i de c?tre savantul american M. Rods ?i const? în aceea c? la plantele respective paniculele dau polen ne viabil. Dar în virtutea faptului c? sterilitatea este determinat? de anumite caracteristici ale citoplasmei ?i, deci, se mo?tene?te pe linie matern?, ?i hibridul ob?inut va fi steril. Pentru evitarea acestui lucru în calitate de forme paterne sunt folosite forme care au însu?irea de a reinstaura în hibrid fertilitatea, deoarece cromozomii lor con?in a?a- numitele gene-restauratoare. În produc?ia curent? se aplic? demult o serie de asemenea hibrizi heterozici ca, de exemplu, Crasnodarschii-303 TV, Dneprovschii-201, Orbita MV ?. a., care fac s? sporeasc? cu 30% productivitatea în boabe ?i mas? verde. În Moldova porumbul cu SMC a început s? fie cultivat din anul 1955. El a fost descoperit printre soiurile locale de porumb: Moldovenesc-galben, Moldovenesc-portocaliu, Cincvantino ?. a. A fost trecut? pe baz? de sterilitate cultura semincier? a mai multor .hibrizi de porumb, fapt care a permis s? se economiseasc? anual 150-200 mii de zile-om. Pe baza heterozisului productivitatea p?pu?oiului a crescut de la 20-30 q/ha la hibrizii între soiuri 60-70 q/ha la hibrizii între linii. Se desf??oar? o mare munc? în vederea cre?rii unor hibrizi de grâu, floarea- soarelui ?i de alte culturi. 9.1.2 Rolul poliploidiei în ameliorarea plantelor Un fenomen nu mai pu?in interesant, aplicat în cultura plantelor îl constituie poliploidia. Cunoa?tem de acum c? garnitura cromosomal? de baz? caracteristic? celulelor sexuale, se nume?te garnitur? haploid?. Pentru celulele somatice ale majorit??ii speciilor de plante sunt caracteristice garnituri cromozomale duble sau diploide. În condi?ii naturale se întâlnesc, îns?, ?i forme de plante cu o garnitur? cromozomal? poliploid?. Astfel, de exemplu, specia de grâu numit? tenchi con?ine o garnitur? cromozomal? diploid? (2n=14), grâul tare - o garnitur? tetraploid? (4n=24), iar grâul moale - o garnitur? cromozomal? hexaploid? (6n=42) Ultima form? este ^ forma de grâu cea mai r?spândit? pe glob ?i cu rezisten?a cea mai mare la ger. Academicianul A. R. Gebrac a ob?inut soiuri de grâu care con?in în celulele lor somatice câte 56 ?i 70 de cromozomi, adic? forme octaploide ?i decaploide, care nu se întâlnesc în flora spontan?. Fenomenul poliploidiei poate fi declan?at pe cale artificial?, folosind în acest scop diferite substan?e chimice, dintre care r?spândirea cea mai larg? a c?p?tat-o alcaloidul pomenit mai sus - colchicina. Formele de plante poliploide se deosebesc de cele diploide dup? multe caractere, inclusiv dup? productivitate. A. N. Lutcov, V. A. Panin, V. P. Zosimovic au ob?inut un soi de sfecl? de zah?r triploid?, care d? o road? de r?d?cini dulci ?i de frunze de dou? ori mai mare ?i, ce-i mai important, con?inutul de zah?r din r?d?cini este cu 10-25% mai ridicat în compara?ie cu parametrii respectivi ai formei diploide. În Japonia, Ungaria, SUA se cultiv? harbuji, care se. caracterizeaz? printr-o productivitate mare, con?inut sporit de zah?r, aproape fiind lipsi?i de semin?e ?i având o capacitate mai mare de p?strare. |
|
© 2007 |
|